COMPARAÇÃO DA CURVA DE RENDIMENTO DE UM APARELHO DE RAIOS X PEDIÁTRICO UTILIZANDO DOSÍMETROS TERMOLUMINESCENTES E CÂMARADE IONIZAÇÃO CILÍNDRICA

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1 Internationaljoint Conference RADIO 2014 Gramado, RS, Brazil, Augustl 26-29, 2014 SOCIEDADEBRASILEIRA DEPROTEÇÃO RADIOLÕGICA - SBPR COMPARAÇÃO DA CURVA DE RENDIMENTO DE UM APARELHO DE RAIOS X PEDIÁTRICO UTILIZANDO DOSÍMETROS TERMOLUMINESCENTES E CÂMARADE IONIZAÇÃO CILÍNDRICA Danielle Filipov ', Hugo R. Schelin, João G. Tilly Jr. 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Av. Sete de Setembro, n Rebouças Curitiba, PR diilipov( >,utfpr.edu.br 2 Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe Av. Silva Jardim, n Água Verde Curitiba, PR ledesmaiorgealberto( >, gmail.com 3 Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná (HC-UFPR) Rua General Carneiro, n Centro Curitiba, PR ioao.tillvfsjderax. com.br RESUMO A determinação da curva de rendimento de um aparelho radiológico deve ser realizada uma vez ao ano, ou quando o aparelho passar por manutenção. Além de ser uma exigência da ANVISA, através deste teste é possível se determinar o kerma incidente no ar (em um determinado ponto no centro do feixe) - INAK. Baseando-se nesses conceitos, o objetivo principal deste trabalho é apresentar a comparação das curvas de rendimento de um mesmo aparelho de raios X pediátrico utilizando dois diferentes tipos de detectores: uma câmara de ionização cilíndrica e dosímetros termoluminescentes do tipo LiF:Mg,Cu,P, conforme o protocolo RLA/9/057 da IAEA. Em seguida, a equação da curva de rendimento (gerada por cada detector) foi utilizada para se determinar o INAK de 10 exames pediátricos, realizados neste equipamento. Após o processo de calibração de ambos os detectores, os mesmos foram posicionados, lado a lado, a um metro do foco do equipamento, para a determinação da curva de rendimento do mesmo. Por fim, através das curvas, geradas pelos dois detectores, os valores de INAK dos 10 exames foram calculados (a partir dos valores de, mas e distância foco-paciente de cada exame), o que gerou valores com diferenças de, no máximo, 5%. Como conclusão, pode-se dizer que os TLDs de fluoreto de lítio dopados com Mg, Cu e P e a câmara de ionização cilíndrica podem ser utilizados, de forma satisfatória, para a determinação da curva de rendimento, seja corno finalidade de controle de qualidade ou de dosimetria. 1. INTRODUÇÃO A avaliação da dose em exames radiológicos chama a atenção de diversos pesquisadores, principalmente pelos efeitos biológicos associados a essas exposições. O diagnóstico por imagem tem crescido em média 5% por ano, cuja dose efetiva média global anual por paciente chega a 0,4 msv [1]. Uma forma de controlar e fiscalizar a dose que os exames estão entregando para o paciente é através de programas de controle de qualidade (CQ) que, inclusive, são requeridos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA. Esse programa de CQ para

2 radiodiagnóstico requer diversos testes - dentre eles, o do rendimento do equipamento - que visam assegurar que o equipamento radiológico está funcionando de acordo e que executará os parâmetros selecionados pelo operador - como, ma e tempo de exposição [2]. Além disso, com o intuito de aprimorar os conhecimentos relacionados à proteção radiológica adquiridos pelo operador, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) requer que a clínica ou hospital, que ofereça serviços de radiodiagnóstico, organize cursos de radioproteção para os técnicos/tecnólogos em radiologia. Entretanto, para a implementação da correta proteção radiológica, nas exposições em radiodiagnóstico, a verificação do kerma no ar incidente (INAK) ou do kerma de entrada na superficie (ESAK) torna-se fundamental [3]. Uma forma muito comum de realizar dosimetria das radiações ionizantes é por meio de dosímetros termoluminescentes (TLDs). A avaliação da dose recebida pelo dosímetro pode ser feita através de leitoras específicas que, ao aquecerem o TLD, captam a luz emitida por ele. Esta luz é, em seguida, transformada em sinal elétrico, cuja intensidade é proporcional à dose de radiação absorvida pelo dosímetro. Os TLDs podem ser de diferentes materiais, influenciando a sua sensibilidade e aplicação. Por exemplo, no caso da dosimetria pessoal, o interessante é que o dosímetro utilizado tenha número atômico próximo ao do tecido biológico (Z~7) para que a sua resposta à radiação seja semelhante ao que acontece nos tecidos irradiados, sendo os TLDs de fluoreto de lítio (LiF) os mais empregados [3,4]. Outro tipo de detector das radiações ionizantes, muito utilizado, é a câmara de ionização. Ela possui diversos formatos e tamanhos de volume sensível - região do detector, preenchido com certo tipo de gás, que interagirá com a radiação incidente, gerando algum resultado [5]. A câmara de ionização apresenta uma grande estabilidade sendo usada tanto para dosimetria como para a calibração de outros dosímetros [3]. Além disso, esse detector é extremamente uniforme quanto à resposta à radiação; por exemplo, o ângulo de incidência do feixe na região sensível não altera a resposta do detector [6]. Levando-se em conta os conceitos apresentados acima, o objetivo principal deste trabalho é apresentar as curvas de rendimento de um aparelho de raios X utilizando dois diferentes tipos de detectores de radiação: uma câmara de ionização cilíndrica e dosímetros termoluminescentes (TLDs) do tipo LiF dopados com Magnésio, Cobre e Fósforo (TLD MCP). Em seguida, serão calculados os valores de Kerma Incidente no Ar (INAK) de 20 exames pediátricos, realizados no referido aparelho, a partir das curvas de rendimento obtidas com cada detector. 2. MATERIAIS E MÉTODOS O equipamento de raios X, estudado neste trabalho, é da GE, modelo 567, localizado no Hospital de Clínicas da UFPR, em Curitiba-PR. A câmara de ionização cilíndrica utilizada é da marca Radcal (Monrovia, CA, EUA), modelo 10X6-6, com 6 cm de volume sensível (Fig. 1). A calibração da câmara de ionização cilíndrica foi feita pelo método cruzado, utilizando-se uma outra câmara de ionização cilíndrica, previamente calibrada - cujo certificado de calibração é "IPEN 0355/2011" de 25/08/2011. RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.

3 Figura 1. Câmara de ionização utilizada para as medidas e suas respectivas partes. A. Eletrômetro Accu-Pro, modelo 9096, B. Câmara 10X6-6, C. Digitalizador da Câmara de ionização, modelo 9660, D. Cabo, modelo 90C6-4. Após a calibração da câmara, os dosímetros termoluminescentes foram calibrados - para 4 diferentes valores de. Os TLDs, em formato de pastilhas, utilizados para este estudo, são de LiF:Mg,Cu,P da marca "Radpro International GmbH", cujas leituras foram feitas por uma leitora RA'04 TLD READER-ANALYSER, da mesma marca. Para este processo, a câmara de ionização cilíndrica foi irradiada simultaneamente com os TLDs - organizados em 16 pares (cada par correspondendo a uma exposição diferente) e posicionados o mais próximo possível do volume sensível da câmara (Fig. 2). Figura 2. Posicionamento do TLD (seta vermelha) e a câmara de ionização (seta verde) para a calibração do TLD. Radio 2014, Gramado, RS, Brazil.

4 Cada par de TLD foi colocado ao lado da câmara e ambos foram posicionados sobre um suporte de isopor de aproximadamente 20 centímetros de espessura, de forma a reduzir a infiuência da radiação retroespalhada pela mesa. A quantidade de TLDs utilizada na calibração e os parâmetros técnicos escolhidos neste processo estão na tabela 1. Depois de realizadas as exposições, uma função linear entre o kerma no ar incidente (ugy) e a leitura do TLD (nc) foi obtida - para cada faixa de. Tabela 1. Quantidade de pares de TLDs e parâmetros técnicos escolhidos para a calibração dos dosímetros. TLDs mas 10 a a a a 20 Para a determinação da curva de rendimento, a câmara de ionização e os TLDs foram dispostos, lado a lado, na mesa de exames (sobre um apoio de isopor de 20 cm de altura) a 1 m de distância do ponto focal do aparelho de raios X. Neste processo, as exposições foram feitas seguindo-se o protocolo RLA/9/057 da IAEA, mantendo-se um valor fixo de 5 mas e variando-se o de 60 a 90. Ambos os resultados de dose, fornecidos pelos detectores, em ugy, foram divididos pelo mas aplicado, tendo-se assim o valor do rendimento (ugy/mas) de cada exposição. Em seguida, a curva do rendimento (Rendimento em função do ), para cada tipo de detector empregado, foi realizada. Por fim, através destas curvas, pôde se determinar os valores de INAK de 10 exames pediátricos, realizados neste equipamento. Isto foi feito nas seguintes etapas: Primeiramente, substituiu-se o valor do, de cada exame, na equação de rendimento; Em seguida, multiplicou-se este valor pelo mas utilizado nesta exposição. O resultado corresponderá ao INAK a 1 m do foco (uma vez que o rendimento é determinado nesta distância). Por fim, calcularam-se os valores do INAK, para cada detector e na referida distância foco-paciente, através da Lei do Inverso do Quadrado da Distância (equação 1) [3]: Di/D 2 = (R2/R1) (1) onde, Di é a Dose 1 em relação à distância Ri (Ri = distância foco-detector de 1 m) e D2 é a Dose 2 em relação à distância R2 (R2 = distância foco-paciente de cada exposição). 3. RESULTADOS E DISCUSSOES RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.

5 Ao se realizar a calibração cruzada da câmara de ionização cilíndrica, foi verificado um fator de 0,881 ugy/ugy, o que significa que para cada leitura efetuada pela câmara de ionização a mesma deverá ser multiplicada por esse fator para se encontrar o valor real. Após este processo, a calibração dos TLDs foi realizada. A Tabela 2 mostra os fatores de calibração obtidos, para os TLDs, para cada. Através destes fatores, a dose recebida pelos TLDs pode ser verificada, multiplicando as leituras dos referidos detectores pelos fatores da tabela abaixo. Tabela 2. Fatores de calibração, dos TLDs, para cada tensão de pico Fator de Calibração (jigy/leitura TLD) 84,1 90,7 98,9 89,1 Estando ambos os detectores devidamente calibrados, o processo de determinação da curva de rendimento foi realizado. A Tabela 3 mostra os valores de rendimento, obtidos com cada detector, para cada kvp Tabela 3. Valores de Rendimento (figy/mas) obtidos para cada, com cada detector (exposições feitas com 5 mas) Câmara de Ionização Cilíndrica 56,0 77,9 102,4 128,5 TLDs MCP 54,6 74,9 105,9 126,6 Com os dados da Tabela 3, pode-se construir o gráfico do rendimento em função do (Fig. 3), para ambos os detectores. Por fim, com as equações das curvas das Fig. 3, os valores de INAK foram determinados. A Tabela 4 mostra esses resultados, os quais foram determinados para 10 exames (todos realizados com 2 mas), observados neste hospital, em 2008 [7]. Através desta tabela, observa-se que os INAKs calculados, através da utilização de ambos os detectores, são muito próximos (diferença inferior a 5%). Radio 2014, Gramado, RS, Brazil.

6 _ 140 m < E 120 "5 <? 100 o 80 * y = 0,013 x 2 ' 05 R 2 = 0,9995 y = 0,009 x 2 ' 13 1 R 2 = 0, O 60!jj LU o Figura 3. Comparação da curva de rendimento do aparelho de raios X pediátrico utilizando TLD e câmara de ionização. Rendimento Câmara RendimentoTLD Tabela 4. Tabela comparativa dos valores de INAK calculados através do rendimento do aparelho de raios X com a câmara de ionização e com o TLD. Peso (kg) 3,9 9,0 6,2 7,1 7,0 8,9 12, Distância Foco-Paciente (m) 0,76 0,41 0,72 0,94 0,75 0,76 0,78 0,66 1,80 1,34 Câmara: R (ugy/mas) a 1 m 37,2 38,8 40,4 37,2 42,0 47,2 38,8 38,8 52,6 58,3 TLD: R (ugy/mas) a 1 m 35,7 37,3 38,9 35,7 40,5 45,6 37,3 37,3 51,1 56,9 INAK Câmara (^Gy) 43,0 13,0 41,9 65,8 47,3 54,5 47,2 33,8 340,8 209,5 INAK TLD (^Gy) 41,2 12,5 40,3 63,1 45,6 52,7 45,3 32,5 331,2 204,4 Diferença (%) 4,1 3,8 4,1 3,7 3,2 2,8 2,4 Com isso, é possível afirmar que a dosimetria, através da determinação da equação do rendimento, pode ser realizada de forma confiável e com muito pouca variação de resultados utilizando quaisquer dosímetros avaliados neste trabalho. 4. CONCLUSOES O objetivo deste trabalho era demonstrar a utilização de dois detectores diferentes - câmara de ionização cilíndrica e TLDs - para a determinação da curva de rendimento de um aparelho de raios X pediátrico. Além da finalidade de controle de qualidade, a curva de rendimento serve como base para o calculo do INAK (kerma de incidente no ar) para diversos procedimentos. Como os dois RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.

7 dosímetros utilizados apresentaram curvas com respostas muito próximas para baixas energias, os valores de INAK encontrados para os exames pediátricos verificados foram bastante próximos, com uma variação inferior a 5%. Isso mostra que ambos os detectores podem ser usados com confiança para a dosimetria, através da curva de rendimento do equipamento. REFERÊNCIAS 1. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects ofionizing radiation. New York, Estados Unidos, (2000), Vol Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Radiodiagnóstico Médico: Desempenho de Equipamentos e Segurança / Ministério da Saúde. Brasília: Ministério da Saúde, p. (Série A. Normas e Manuais Técnicos). 3. L. Tauhata, et al. Radioproteção E Dosimetria: Fundamentos. 5 a Revisão. Rio de Janeiro. IRD/CNEN. Agosto/ AIMI, Daniele et al. Protocolo para reprodutibilidade e constância do sistema de leitura termoluminescente do laboratório de dosimetria da Unifra. Disc. Scientia, São Paulo, v. 12, n. l,p.37-46,jan International Atomic Energy Agency (IAEA). Dosimetry in diagnostic radiology: an international code ofpractice. Technical Reports Series no MAIA, Ana Figueiredo; CALDAS, Linda V.E.. Calibração das câmaras de ionização para feixes de tomografia computadorizada no Brasil: a realidade atual. Radiologia Brasileira, São Paulo, v. 39, n. 3, abr OLIVEIRA, A.L.R. Avaliação de dose de entrada napele em pacientes pediátricos através de medidas dosimétricas, Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 76 p. Abril Radio 2014, Gramado, RS, Brazil.